Молекулу скрестили со светом при комнатной температуре

29.06.2016

Группа ученых из нескольких организаций при ведущей роли Кембриджского университета, сумела получить квантовое состояние - наполовину свет и наполовину молекулу - при комнатной температуре. Это фундаментальное исследование квантовых процессов, которое нужно, чтобы лучше понять работу фотосинтеза и даже найти способы манипулировать физическими и химическими свойствами материи.

Когда молекула испускает фотон, то есть квант света, то обратно он сам по себе не возвращается. Но ученым удалось добиться этого искусственным путем. Они поместили отдельные молекулы в нанометровую полость, и заставили фотон, не успевший толком вылететь, возвращаться к молекуле. Получилось, что энергия летала взад и вперед между светом и молекулой, соединяя оба объекта.

Предыдущие попытки смешать молекулы со светом сталкивались с трудностями, и ученым удавалось сделать это только при очень низких температурах.

Чтобы работать с отдельными молекулами, ученые создали полости размером один нанометр, которые захватывали свет. Полости представляли собой "ямы" между наночастицами золота и зеркалом. Внутрь ям поместили молекулы цветного красителя.

Отдельную проблему представляло собой правильное позиционирование молекул красителя. Они предпочитали лежать плоско на золоте, а ученым нужно было их как бы поставить. Эта трудность была преодолена так: они заключили краситель в пустые бочкообразные молекулярные клетки под называнием кукурбитурилы, которые удерживали молекулы красителя в нужной прямой позиции.

Соединив конструкцию, молекулярный спектр рассеяния разделился на два отдельных квантовых состояния, что свидетельствовало о том, что смесь молекулы и фотона удалось получить. Чтобы вернуться к молекуле, фотону требуется менее чем триллионная секунды. Таким образом ученые показали, что сильное сцепление света и материи возможно для одной молекулы даже с большой абсорбцией света в металле, причем при комнатной температуре.

<< Назад: Кондиционер из стеклотары 30.06.2016

>> Вперед: Электрический провод из ДНК 29.06.2016

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Новый взляд на магнитное поле Земли 31.10.2025

Магнитное поле Земли долгое время считалось относительно стабильной структурой с предсказуемой полярностью. Однако последние исследования японских ученых показывают, что электрическая организация магнитосферы гораздо сложнее и динамичнее, чем предполагалось ранее. Команда исследователей из Киотского, Нагояского и Кюсюского университетов обнаружила, что заряженные области магнитосферы обладают противоположной полярностью по сравнению с традиционными представлениями. Так, утренняя сторона магнитного щита имеет отрицательный заряд, тогда как вечерняя - положительный, вопреки прежним теориям. Юсуке Эбихара из Киотского университета отмечает, что "электрическая сила и распределение зарядов являются следствием, а не причиной движения плазмы". Исследователи пришли к этим выводам с помощью масштабного магнитогидродинамического моделирования, имитирующего взаимодействие солнечного ветра с геомагнитным полем Земли. Моделирование позволило в деталях проследить, как потоки плазмы формируют э ...>>

Влияние белка PF4 на старение крови 31.10.2025

С возрастом наш организм претерпевает множество изменений, в том числе на уровне крови и иммунной системы. Недавние исследования показали, что ключевым фактором этих изменений может быть белок PF4, или platelet factor 4, который играет важную роль в регуляции стволовых клеток костного мозга. Американские ученые из Университета Иллинойса в Чикаго обнаружили, что с возрастом уровень PF4 значительно снижается. Это ослабление контроля над кроветворными стволовыми клетками приводит к нарушению их работы и повышает вероятность развития воспалительных процессов, онкологических заболеваний крови и сердечно-сосудистых проблем. В молодом организме PF4 выполняет функцию "регулятора роста": он контролирует распределение и деление кроветворных стволовых клеток, не позволяя им чрезмерно размножаться. С возрастом эта система контроля ослабевает, клетки начинают делиться чаще, накапливают генетические мутации и постепенно теряют способность создавать полноценные лимфоциты, что ослабляет иммуните ...>>

Музыка юности остается с нами навсегда 30.10.2025

Музыка сопровождает человека всю жизнь, но некоторые мелодии и песни оставляют особенно глубокий след в памяти. Ученые давно замечали, что композиции из подросткового возраста вызывают сильные эмоции даже спустя десятилетия, и недавно международная команда исследователей под руководством Университета Ювяскюля (Финляндия) подтвердила этот эффект научно. В исследовании приняли участие около 2000 человек из 84 стран. Ученые выявили явление, которое они назвали "пиком воспоминаний": эмоциональная привязка к музыке достигает максимума примерно в 17 лет. Именно песни этого периода чаще всего остаются значимыми и вызывают яркие эмоции долгие годы спустя. Интересно, что у мужчин и женщин наблюдаются разные временные рамки этого пика. У мужчин он приходится примерно на 16 лет, тогда как у женщин - на 19. Исследователи объясняют это различие особенностями формирования музыкальной идентичности: юноши чаще ищут самостоятельность и бунт, а девушки связывают музыку с личными отношениями и пере ...>>

Сплав Cr-Mo-Si с уникальными свойствами 30.10.2025

Разработка материалов, способных работать в экстремальных условиях, остается одной из ключевых задач современной инженерии. Особенно это важно для авиации и энергетики, где повышение термостойкости компонентов напрямую влияет на эффективность и надежность оборудования. Международная группа исследователей объявила о создании нового металлического сплава, обладающего уникальным сочетанием свойств: высокой термостойкостью, устойчивостью к коррозии и сохранением пластичности даже при комнатной температуре. Новый сплав содержит хром, молибден и всего 3 атомных процента кремния. Именно кремний способствует формированию плотного слоя оксида хрома на поверхности металла, который действует как невидимый барьер против кислорода и азота при высоких температурах. В отличие от предыдущих сплавов, этот защитный слой формируется без хрупких силицидов, которые обычно снижали пластичность и делали материалы склонными к трещинам. По словам профессора Мартина Гайльмайера из Института технологий Кар ...>>

Открыт лед, замерзающий при комнатной температуре 29.10.2025

Изучение воды продолжает приносить удивительные открытия: несмотря на то, что эта жидкость кажется хорошо известной, она способна проявлять необычные свойства в экстремальных условиях. Международная команда ученых недавно обнаружила новый вид льда, который формируется при комнатной температуре, если вода подвергается сильному давлению. Это открытие не только расширяет наши знания о воде, но и помогает лучше понять процессы в недрах планет и их спутников. Исследователи из Корейского института стандартов и науки совместно с европейскими коллегами, работающими на рентгеновском лазере на свободных электронах (XFEL) в Германии, провели серию экспериментов с водой в динамической ячейке с алмазными наковальнями. Давление изменялось от 0,001 гигапаскаля до 120 гигапаскалей в секунду - в миллионы раз выше атмосферного, при этом температура поддерживалась около 25 °C, близкой к комнатной. В течение сотен циклов ученые наблюдали, как вода многократно замерзает и тает, фиксируя каждый этап с ис ...>>

Случайная новость из Архива 40-киловатная беспроводная зарядка электромобилей 04.03.2022 Идея интеграции станций беспроводной зарядки электротранспорта в городскую инфраструктуру давно витает в воздухе, поскольку по мере распространения беспилотных электромобилей их применение будет все больше себя оправдывать. Шведская компания Volvo Cars в рамках эксперимента начала испытания станций беспроводной зарядки такси, способных передавать более 40 кВт без подключения по кабелю. В шведском Гетеборге к этому эксперименту, помимо самой Volvo, будут привлечены оператор такси Cabonline и производитель беспроводных зарядных станций Momentum Dynamics. Модифицированные кроссоверы Volvo XC40 Recharge смогут подзаряжать тяговую батарею, просто размещаясь на специально оборудованных площадках в одном из районов города. Поскольку точное взаимное позиционирование передающего и принимающего контуров в этом случае очень важно, Volvo будет использовать свою систему кругового обзора для точного размещения машины над зарядным устройством, вмонтированным в дорожное покрытие. Эффективность передачи электроэнергии будет достаточно высокой. По словам авторов инициативы, электромобили Volvo смогут получать без кабельных подключений более 40 кВт. Штатное зарядное устройство для подключения к сети переменного тока рассчитано только на 11 кВт, а экспресс-зарядка от сети постоянного тока обладает мощностью 50 кВт. Участвующие в испытаниях машины будут проезжать до 100 тысяч километров в год, работая по 12 часов в сутки. Такой режим, с одной стороны, приблизит эксперимент к реальным условиям эксплуатации такси, а с другой стороны, позволит Volvo и партнерам собрать необходимую статистику и получить опыт.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025